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摘要：基于线上线下混合翻转课堂教学模式，针对课程缩减学时而授课内容无法大幅度削减的实际问题，本文综合分析传统教学中存在的不足和困难，通过优化课程知识点、整合教学内容、教学方法与教学设计的革新等方面对课程教学进行了探索。

关键词：翻转课堂；工程力学；教学改革

《工程力学》作为高校大部分工科专业的基础必修课，由于课程性质和内容导致其具有基础性高、应用广、实践要求高的特点，这就要求学生具有较高的数学和物理基础知识储备，并且对理论知识吸收内化并应用于实际工程问题中的能力要求较高[1]。而大部分非机械类工科专业由于其人才培养的重心与机械类专业有所区别，导致在学时的分布上，能够给予《工程力学》课程的学时远远低于机械类专业该课程所需学时，并且区别于机械类专业对于工程力学课程的培养要求和目标，针对少学时的《工程力学》课程教学应积极尝试简化教学内容、优化课堂管理以及改善考核制度，达到激发学生学习的积极主动性，提高学生学习效率，更加全面地完成对学生学习效果的考核。

在“互联网+”的社会环境下，国家鼓励教师创新教学模式，以互联网教学平台为支点的线上线下混合式翻转课堂理念的教学研究势在必行。翻转课堂区别于传统课堂教学，将传统的教师教转变为学生学，将课堂的主动权从教师转移到学生手上，将传统的只在课堂上讲授学习转变为课外学生自主学习，课堂讨论学习，通过项目训练、小组讨论、团队合作等方式，提高学生学习积极性和主动性，让学生成为学习的主角[2]。

1 少学时《工程力学》传统教学中存在的问题

1.1内容与课时安排不合理

在近几年国家大力倡导素质教育的的大环境下，本科教育的人才培养方案中添加的劳动美育思政等方面的课程学分占比增加，导致很多专业课程学时不得不压缩和削减，《工程力学》作为传统工科基础课程，由于其教学内容涉及知识面广、结构完整、定义严密等知识体系的特点，导致教学知识点无法大篇幅舍弃，这就给学生学习这门课程带来了较大困难，也使得学生在学习中存在知识体系不连贯或者授课进度过快的困惑。

1.2学生体验感差

《工程力学》课程公式多，且传统教学以教师讲授为主，课堂上多存在教师板书公式推演或题目求解，教师把控课堂教学内容教学进度，学生作为学习的被动方，无法实时与教师交流讨论，不能有效释放自己的学习主动性，导致参与度不高，课堂学习体验感差。

2 线上线下混合式翻转课堂教学设计

在保证少学时《工程力学》课程重点知识体系完整且不失逻辑性的前提下，对如何基于翻转课堂教学理念下，使学生理解掌握基本理论并将其应用到工程实际中进行研究。根据学生的学习现状，将翻转课堂的模式优势与《工程力学》的理论性和系统性强的课程特点结合起来，提高学生参与度与体验感，增强教学效果。

2.1合理安排教学内容

《工程力学》课程一般包括静力学、材料力学两部分，前部分主要教授物体机械运动的一般规律，后半部分主要是构件在轴向拉压、扭转、剪切、弯曲等基本变形及其复合变形下，构件的应力变形分析以及强度、刚度和稳定性的计算。对于少学时《工程力学》课程的教学内容，可以按以下几个层次设置教学侧重点。

（1）核心知识点

静力学部分：静力学基本概念、受力分析、平面力系的合成、一般力系的化简、构件平衡条件及其相关计算。

材料力学部分：轴向拉压、圆轴扭转、弯曲三个基本变形的受力和变形特点、内力及内力图、应力特点及计算、强度条件和计算、刚度条件和计算。

（2）一般知识点

静力学部分：摩擦及摩擦时的平衡问题、空间力系概念及简单的平衡问题分析与计算。

材料力学部分：剪切变形下的受力及变形特点、应力特点及计算、强度条件和计算。

（3）扩展内容

工程力学的作用、地位与发展过程，工程力学在国内重大工程实际中的应用与前沿研究。

对于核心知识点需要重点掌握和应用练习，一般知识点可以结合具体学时总量进行选学，扩展内容主要针对课程思政进行讲授和了解。具体的教学内容应结合各专业的需求进行扩充和重点倾斜。譬如面向化工轻化类专业授课时，根据其培养目标的后续课程要求，可以增加压力容器相关的薄壁应力理论的课程内容；高分子材料专业应在材料性能、应力状态、材料缺陷对强度刚度的影响上增加授课内容及侧重点。

2.2教学内容整合

对于《工程力学》课程的整体教学目标，是使学生通过课程学习可以解决实际问题的基本方法，一般有以下解决问题的步骤：①工程实际问题分析②建立构件模型③受力分析④应用静力学平衡方程求解约束力⑤确定构件变形形式⑥求出危险截面及该截面上的内力⑦求解最大应力及最大变形量⑧强度与刚度计算与设计。前四个步骤归属静力学范畴，静力学的内容较为固定，核心内容依旧为受力分析及力系简化、力系平衡问题分析及计算，故在内容的整合方面主要调整材料力学部分的教学内容。材料力学部分包括轴向拉压、圆轴扭转、弯曲三个基本变形，问题解决步骤均遵循后四个步骤所述，故可以将各基本变形的强度和变形计算进行“同类项合并”，使得原本“串联”的教学内容变为“并联”的教学内容[3]，如此既能够压缩授课的学时，更有利于学生在学习中将知识进行类比，培养学生举一反三的自学能力以及解决问题的工程思维，有利于学生从整体的思想以及从工程力学方法的高度去学习课程内容。

图1 材料力学几种基本变形的教学内容及研究思路

材料力学部分的教学内容及研究思路如图1所示，传统的教学思路是轴向拉压、圆轴扭转、弯曲三个基本变形各作为单独的主线教学，三条线依照时间顺序可以看成串联的形式，但是从图1中可以清楚看出，三种基本变形除了变形具体特点不同外，研究思路相同，研究方法类似，且每一个小知识点都是相同的。譬如在确定横截面上应力的方法和过程，均是通过变形特点，进行平面假定，在平面假定的基础上利用几何关系和特点，得出应变分布，结合材料的物性关系，得到应力分布，最后通过静力学方程，联立方程组得到应力公式。教师可以对一种基本变形的应力求解过程进行详细讲解，让学生结合线上平台的课程资源学习，以小组讨论和汇报的形式，对另外两种基本变形的具体应力公式进行推导。

2.3教学方法与教学设计

在翻转课堂的教学理念基础上，运用雨课堂和超星学习平台的线上资源，进行教学方法和教学设计的改革。将教学内容根据“学生自主学习需要达成的目标”、“需要学生和教师进行沟通答疑的内容”、“学生需要巩固和进阶的内容”分为三部分，分别通过课前、课中、课后的形式进行合理安排，在课堂上有限的时间内大幅度提高学生学习效率，减少简单知识对课堂时间的占用率，同时可以让学生带着疑问学习新知识，提高学生自主学习能力。

（1）课前自主学习

课前教师需要确定教学目标，设计教学内容，准备教学资源，引导自主学习。借助线上平台的课程资源，选取或者制作课程视频、动画引导学生自主学习，课前自主学习资源应尽量避免文本或幻灯片形式，并且视频或动画的选取要具有针对性、易理解，并且要有足够的吸引力，为了更好的让学生明确课前学习任务，引导学生课前的自主学习，教师课前先做好自主学习任务单，不仅让学生带着问题学习，也要让学生带着任务学习，可以有效提升学生自主学习的动力和主动性[4]。

（2）课堂互动交流

课堂上改变重视推导和计算的传统教学方法，一般内容只做提示，让学生自学掌握，例题留给学生自学，避免在课堂上细讲解题的过程和计算，留给学生一定的思考空间，有助于学生学习能力的提升。基于翻转课堂的教学理念，课上积极采用“案例教学”、“启发教学”、“小组研讨”等方法，增加学生的课堂参与度。

为促进学生对知识点的理解和运用，教师在课堂教学过程中可以利用工程实际案例让学生进行研讨，对于相对复杂的问题可以课前通过线上平台进行发布任务，对于较为简单的问题可以课上发布题目，学生课前或者课上进行分组讨论，教师可以根据学生讨论的情况针对性的解决学生学习过程中遇到的问题和疑惑，或者对学生分组汇报的结果进行点评，可以有效提高学生的学习效率。譬如在讲解弯曲内力时，可以课前发布“巧过独木桥”的问题[5]，让学生课前分组讨论，采用PPT小组汇报的形式让学生自主寻找答案，有效将翻转课堂应用到教学中，有助于实现学生从被动学习到主动学习的转变，帮助学生将课本知识充分内化到自身，培养学生对理论知识的实际应用能力。

（3）课后巩固拓展

课后教师可以根据学生对知识点的掌握情况以及课程的重难点，通过课后作业，线上资源巩固复习，让学生对课程知识点进行进一步的理解和巩固[6]，同时可以发布课外前沿科学技术等内容，拓展热点时事中的工程力学知识传授给学生，与时俱进，更新教学内容。

3 结语

《工程力学》作为传统工科类专业的基础课程，坚持以人才培养为目标，理论和过程实际相结合，注重培养学生的综合能力。本文总结在当前环境下，少学时《工程力学》课程教学中存在的困难与不足，基于线上线下混合式翻转课堂的教学模式，通过优化课程知识点、整合教学内容、教学方法与教学设计的革新等方面对课程教学进行了探索。实践表明，上述教学革新取得了较好的效果，学生课堂学习的积极性较以往有所提高。

参考文献：

[1]杨菊，庄英.翻转课堂模式在工程力学教学中的应用[J］.新课程研究，2015（12）：96-98．

[2]纪锋，吐尔迪·吾买尔，尚志勇，等.基于“互联网+”的“工程力学”课程教学探究[J].西部素质教育，2023，9（21）：135-138+152.

[3]苏勇，吴敬东，王春雨，等.非机械类工科专业短学时工程力学教学内容优化组合与实践[J].教育教学论坛，2011，（34）：208-209.

[4]李健，李凤娟，周岭，等.基于翻转课堂教育理念的《工程力学》教学革新与思考[J].新疆农机化，2018，（01）：46-48.

[5]范加冬，赵园园.工程管理专业《工程力学》课程教学改革探索[J].房地产世界，2022，（07）：77-79.

[6]王秀和.基于微课的翻转课堂在中职化学教学中的应用初探[J].甘肃教育研究，2024，（14）：117-119.

作者简介：王雪俊 出生年月：1993.11.2 性别：女 民族：汉 籍贯：四川宣汉 学历：硕士研究生 职称：讲师 研究方向： 纺织复合材料

基金项目：新疆科技学院教育教学研究和改革项目“非机械类专业《工程力学》翻转课堂教学模式研究与实践（编号：JGPT-22-14）